基于Proteus的數(shù)字電子鐘設計

摘 要：該文介紹了一種基于Proteus的數(shù)字電子鐘電路的設計過程，電路主要包括多諧振蕩電路、計數(shù)電路、譯碼顯示電路和校時電路幾個部分，并利用Proteus軟件對設計電路進行了仿真調試，仿真結果正確無誤，實現(xiàn)了既定功能。

關鍵詞：Proteus 振蕩器 電子鐘 CC4511

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0101-02

《數(shù)字電子技術》是高職高專電子信息大類專業(yè)中的一門專業(yè)基礎課程，學生在完成本門課程的學習后應達到掌握對該課程系統(tǒng)理解和綜合運用的目的。而在日常的《電子技術實驗》中，往往只是對其中一個知識點的驗證，實踐性差，對整個課程缺乏系統(tǒng)的梳理。因此，設計一個貼近實際生活，綜合數(shù)字電子技術知識，但又不太復雜的實踐項目就很有必要。基于Proteus的數(shù)字電子鐘即是基于此設計出來的。

電子鐘亦稱數(shù)顯鐘（數(shù)字顯示鐘），是一種用數(shù)字電路技術實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械時鐘相比，直觀性為其主要顯著特點，且因非機械驅動，具有更長的使用壽命，相較石英鐘的石英機芯驅動，更具準確性。電子鐘已成為人們日常生活中必不可少的必需品，廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇院、辦公室等公共場所，給人們的生活、學習、工作、娛樂帶來極大地方便。將其作為《數(shù)字電子技術》實踐項目，能夠極大的提高學生的學習興趣。

1 設計思路

電子鐘要正常工作需要一個標準的頻率信號，這里我們用555定時器組成多諧振蕩器來提供頻率信號。然后由74LS162構成60進制計數(shù)器，74LS163構成12進制計數(shù)器完成時、分、秒的計數(shù)，并通過CC4511譯碼在數(shù)碼管上顯示出來。當然，時鐘都可以設定時間，因此，還設計了校時電路。其整機電路方框圖如圖1所示。

2 電路實現(xiàn)

2.1 多諧振蕩器電路

設計中由555定時器構成的多諧振蕩器提供周期為1秒的信號，而多諧振蕩器的振蕩周期約為，因此我們在與間增加一個可調電阻進行微調，確保信號能夠更加準確，以滿足我們的設計需要。

2.2 計數(shù)器

有了“秒”信號，則可根據(jù)60秒為1分，60分為1小時，24小時為1天的進制關系，分別選定秒、分、時等計數(shù)器。從這些計數(shù)器的輸出端可以得到1分、1時、1天的時間進位信號。在“秒”計數(shù)器中，因為是六十進制，即有60個“秒”信號才能輸出一個“分”進位信號，故它有60個記憶狀態(tài)，若用十進制表示這60個狀態(tài)時，需要2位十進制的數(shù)（個位和十位），這樣，“秒”個位應是十進制，“秒”十位應是六進制，才能符合人們通常計秒數(shù)的習慣。為了便于應用8421碼譯碼顯示電路，“秒”計數(shù)器通常用2個十進制計數(shù)器集成塊組成，然后采用反饋清零法使“秒”十位變成六進制，最后個位、十位合起來實現(xiàn)六十進制。“分”計數(shù)器和“秒”計數(shù)器的組成完全相同。在這里選用了兩塊74LS162十進制計數(shù)器來實現(xiàn)六十進制計數(shù)。為了增加內容的全面性，在時計數(shù)器設計時，我們選用了74LS163二進制計數(shù)器來實現(xiàn)十二進制計數(shù)。

2.3 譯碼顯示電路

譯碼顯示電路的功能是將“秒”、“分”、“時”計數(shù)器中每塊集成塊的輸出翻譯成七段數(shù)碼管能顯示出十進制數(shù)所要求的電信號，然后再經(jīng)數(shù)碼管將相應的數(shù)字顯示出來。本設計譯碼顯示電路采用CC4511，功能表見表1。

2.4 校時電路

當數(shù)字鐘的走時同標準時間不相符合時，必須對時、分、秒予以校準。實現(xiàn)校時電路的方法很多，本設計如圖2所示，SW1、SW2分別用來實現(xiàn)“時”、“分”的校準。其基本思路是斷開原來正常的分輸入信號即秒電路的進位信號，把頻率從可以人為控制的手動脈沖接入，從而實現(xiàn)快速的人為的分計數(shù)，當?shù)竭_準確的數(shù)值后再接入正常的計數(shù)脈沖，進行正常的顯示。

3 電路仿真

利用電路仿真軟件對圖2電路進行仿真調試，在仿真過程中，按下SW1對“時”進行校正，按下SW2對“分”進行校正，當前小時調整到11，分鐘調整到13。數(shù)碼管正確顯示，系統(tǒng)能夠正確的進位，達到了設計要求。

4 結語

該文詳細闡述了數(shù)字電子鐘的設計過程，包括多諧振蕩電路、計數(shù)電路、譯碼顯示電路和校時電路的設計，最后利用Proteus軟件進行仿真調試，實現(xiàn)了數(shù)字電子鐘的基本功能。該設計貼近生活，對完成《數(shù)字電子技術》學習的學生來說，難度也適中，可作為《數(shù)字電子技術》后進行課程設計的一個典型作品。

參考文獻

[1] 龍治紅，譚本君，黃華飛.數(shù)字電子技術[M].北京：北京理工大學出版社，2010.

[2] 閻石.數(shù)字電子技術[M].2版.北京：高等教育出版社，2003.

[3] 姜邈.電子線路課程設計指導書[M].北京：高等教育出版社，1994.

[4] 熊建平.基于Proteus壓控變色彩燈控制電路設計[J].電子設計工程，2014（8）：162-164.endprint

摘 要：該文介紹了一種基于Proteus的數(shù)字電子鐘電路的設計過程，電路主要包括多諧振蕩電路、計數(shù)電路、譯碼顯示電路和校時電路幾個部分，并利用Proteus軟件對設計電路進行了仿真調試，仿真結果正確無誤，實現(xiàn)了既定功能。

關鍵詞：Proteus 振蕩器 電子鐘 CC4511

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0101-02

《數(shù)字電子技術》是高職高專電子信息大類專業(yè)中的一門專業(yè)基礎課程，學生在完成本門課程的學習后應達到掌握對該課程系統(tǒng)理解和綜合運用的目的。而在日常的《電子技術實驗》中，往往只是對其中一個知識點的驗證，實踐性差，對整個課程缺乏系統(tǒng)的梳理。因此，設計一個貼近實際生活，綜合數(shù)字電子技術知識，但又不太復雜的實踐項目就很有必要。基于Proteus的數(shù)字電子鐘即是基于此設計出來的。

電子鐘亦稱數(shù)顯鐘（數(shù)字顯示鐘），是一種用數(shù)字電路技術實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械時鐘相比，直觀性為其主要顯著特點，且因非機械驅動，具有更長的使用壽命，相較石英鐘的石英機芯驅動，更具準確性。電子鐘已成為人們日常生活中必不可少的必需品，廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇院、辦公室等公共場所，給人們的生活、學習、工作、娛樂帶來極大地方便。將其作為《數(shù)字電子技術》實踐項目，能夠極大的提高學生的學習興趣。

1 設計思路

電子鐘要正常工作需要一個標準的頻率信號，這里我們用555定時器組成多諧振蕩器來提供頻率信號。然后由74LS162構成60進制計數(shù)器，74LS163構成12進制計數(shù)器完成時、分、秒的計數(shù)，并通過CC4511譯碼在數(shù)碼管上顯示出來。當然，時鐘都可以設定時間，因此，還設計了校時電路。其整機電路方框圖如圖1所示。

2 電路實現(xiàn)

2.1 多諧振蕩器電路

設計中由555定時器構成的多諧振蕩器提供周期為1秒的信號，而多諧振蕩器的振蕩周期約為，因此我們在與間增加一個可調電阻進行微調，確保信號能夠更加準確，以滿足我們的設計需要。

2.2 計數(shù)器

有了“秒”信號，則可根據(jù)60秒為1分，60分為1小時，24小時為1天的進制關系，分別選定秒、分、時等計數(shù)器。從這些計數(shù)器的輸出端可以得到1分、1時、1天的時間進位信號。在“秒”計數(shù)器中，因為是六十進制，即有60個“秒”信號才能輸出一個“分”進位信號，故它有60個記憶狀態(tài)，若用十進制表示這60個狀態(tài)時，需要2位十進制的數(shù)（個位和十位），這樣，“秒”個位應是十進制，“秒”十位應是六進制，才能符合人們通常計秒數(shù)的習慣。為了便于應用8421碼譯碼顯示電路，“秒”計數(shù)器通常用2個十進制計數(shù)器集成塊組成，然后采用反饋清零法使“秒”十位變成六進制，最后個位、十位合起來實現(xiàn)六十進制。“分”計數(shù)器和“秒”計數(shù)器的組成完全相同。在這里選用了兩塊74LS162十進制計數(shù)器來實現(xiàn)六十進制計數(shù)。為了增加內容的全面性，在時計數(shù)器設計時，我們選用了74LS163二進制計數(shù)器來實現(xiàn)十二進制計數(shù)。

2.3 譯碼顯示電路

譯碼顯示電路的功能是將“秒”、“分”、“時”計數(shù)器中每塊集成塊的輸出翻譯成七段數(shù)碼管能顯示出十進制數(shù)所要求的電信號，然后再經(jīng)數(shù)碼管將相應的數(shù)字顯示出來。本設計譯碼顯示電路采用CC4511，功能表見表1。

2.4 校時電路

當數(shù)字鐘的走時同標準時間不相符合時，必須對時、分、秒予以校準。實現(xiàn)校時電路的方法很多，本設計如圖2所示，SW1、SW2分別用來實現(xiàn)“時”、“分”的校準。其基本思路是斷開原來正常的分輸入信號即秒電路的進位信號，把頻率從可以人為控制的手動脈沖接入，從而實現(xiàn)快速的人為的分計數(shù)，當?shù)竭_準確的數(shù)值后再接入正常的計數(shù)脈沖，進行正常的顯示。

3 電路仿真

利用電路仿真軟件對圖2電路進行仿真調試，在仿真過程中，按下SW1對“時”進行校正，按下SW2對“分”進行校正，當前小時調整到11，分鐘調整到13。數(shù)碼管正確顯示，系統(tǒng)能夠正確的進位，達到了設計要求。

4 結語

該文詳細闡述了數(shù)字電子鐘的設計過程，包括多諧振蕩電路、計數(shù)電路、譯碼顯示電路和校時電路的設計，最后利用Proteus軟件進行仿真調試，實現(xiàn)了數(shù)字電子鐘的基本功能。該設計貼近生活，對完成《數(shù)字電子技術》學習的學生來說，難度也適中，可作為《數(shù)字電子技術》后進行課程設計的一個典型作品。

參考文獻

[1] 龍治紅，譚本君，黃華飛.數(shù)字電子技術[M].北京：北京理工大學出版社，2010.

[2] 閻石.數(shù)字電子技術[M].2版.北京：高等教育出版社，2003.

[3] 姜邈.電子線路課程設計指導書[M].北京：高等教育出版社，1994.

[4] 熊建平.基于Proteus壓控變色彩燈控制電路設計[J].電子設計工程，2014（8）：162-164.endprint

摘 要：該文介紹了一種基于Proteus的數(shù)字電子鐘電路的設計過程，電路主要包括多諧振蕩電路、計數(shù)電路、譯碼顯示電路和校時電路幾個部分，并利用Proteus軟件對設計電路進行了仿真調試，仿真結果正確無誤，實現(xiàn)了既定功能。

關鍵詞：Proteus 振蕩器 電子鐘 CC4511

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0101-02

《數(shù)字電子技術》是高職高專電子信息大類專業(yè)中的一門專業(yè)基礎課程，學生在完成本門課程的學習后應達到掌握對該課程系統(tǒng)理解和綜合運用的目的。而在日常的《電子技術實驗》中，往往只是對其中一個知識點的驗證，實踐性差，對整個課程缺乏系統(tǒng)的梳理。因此，設計一個貼近實際生活，綜合數(shù)字電子技術知識，但又不太復雜的實踐項目就很有必要。基于Proteus的數(shù)字電子鐘即是基于此設計出來的。

電子鐘亦稱數(shù)顯鐘（數(shù)字顯示鐘），是一種用數(shù)字電路技術實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械時鐘相比，直觀性為其主要顯著特點，且因非機械驅動，具有更長的使用壽命，相較石英鐘的石英機芯驅動，更具準確性。電子鐘已成為人們日常生活中必不可少的必需品，廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇院、辦公室等公共場所，給人們的生活、學習、工作、娛樂帶來極大地方便。將其作為《數(shù)字電子技術》實踐項目，能夠極大的提高學生的學習興趣。

1 設計思路

電子鐘要正常工作需要一個標準的頻率信號，這里我們用555定時器組成多諧振蕩器來提供頻率信號。然后由74LS162構成60進制計數(shù)器，74LS163構成12進制計數(shù)器完成時、分、秒的計數(shù)，并通過CC4511譯碼在數(shù)碼管上顯示出來。當然，時鐘都可以設定時間，因此，還設計了校時電路。其整機電路方框圖如圖1所示。

2 電路實現(xiàn)

2.1 多諧振蕩器電路

設計中由555定時器構成的多諧振蕩器提供周期為1秒的信號，而多諧振蕩器的振蕩周期約為，因此我們在與間增加一個可調電阻進行微調，確保信號能夠更加準確，以滿足我們的設計需要。

2.2 計數(shù)器

有了“秒”信號，則可根據(jù)60秒為1分，60分為1小時，24小時為1天的進制關系，分別選定秒、分、時等計數(shù)器。從這些計數(shù)器的輸出端可以得到1分、1時、1天的時間進位信號。在“秒”計數(shù)器中，因為是六十進制，即有60個“秒”信號才能輸出一個“分”進位信號，故它有60個記憶狀態(tài)，若用十進制表示這60個狀態(tài)時，需要2位十進制的數(shù)（個位和十位），這樣，“秒”個位應是十進制，“秒”十位應是六進制，才能符合人們通常計秒數(shù)的習慣。為了便于應用8421碼譯碼顯示電路，“秒”計數(shù)器通常用2個十進制計數(shù)器集成塊組成，然后采用反饋清零法使“秒”十位變成六進制，最后個位、十位合起來實現(xiàn)六十進制。“分”計數(shù)器和“秒”計數(shù)器的組成完全相同。在這里選用了兩塊74LS162十進制計數(shù)器來實現(xiàn)六十進制計數(shù)。為了增加內容的全面性，在時計數(shù)器設計時，我們選用了74LS163二進制計數(shù)器來實現(xiàn)十二進制計數(shù)。

2.3 譯碼顯示電路

譯碼顯示電路的功能是將“秒”、“分”、“時”計數(shù)器中每塊集成塊的輸出翻譯成七段數(shù)碼管能顯示出十進制數(shù)所要求的電信號，然后再經(jīng)數(shù)碼管將相應的數(shù)字顯示出來。本設計譯碼顯示電路采用CC4511，功能表見表1。

2.4 校時電路

當數(shù)字鐘的走時同標準時間不相符合時，必須對時、分、秒予以校準。實現(xiàn)校時電路的方法很多，本設計如圖2所示，SW1、SW2分別用來實現(xiàn)“時”、“分”的校準。其基本思路是斷開原來正常的分輸入信號即秒電路的進位信號，把頻率從可以人為控制的手動脈沖接入，從而實現(xiàn)快速的人為的分計數(shù)，當?shù)竭_準確的數(shù)值后再接入正常的計數(shù)脈沖，進行正常的顯示。

3 電路仿真

利用電路仿真軟件對圖2電路進行仿真調試，在仿真過程中，按下SW1對“時”進行校正，按下SW2對“分”進行校正，當前小時調整到11，分鐘調整到13。數(shù)碼管正確顯示，系統(tǒng)能夠正確的進位，達到了設計要求。

4 結語

該文詳細闡述了數(shù)字電子鐘的設計過程，包括多諧振蕩電路、計數(shù)電路、譯碼顯示電路和校時電路的設計，最后利用Proteus軟件進行仿真調試，實現(xiàn)了數(shù)字電子鐘的基本功能。該設計貼近生活，對完成《數(shù)字電子技術》學習的學生來說，難度也適中，可作為《數(shù)字電子技術》后進行課程設計的一個典型作品。

參考文獻

[1] 龍治紅，譚本君，黃華飛.數(shù)字電子技術[M].北京：北京理工大學出版社，2010.

[2] 閻石.數(shù)字電子技術[M].2版.北京：高等教育出版社，2003.

[3] 姜邈.電子線路課程設計指導書[M].北京：高等教育出版社，1994.

[4] 熊建平.基于Proteus壓控變色彩燈控制電路設計[J].電子設計工程，2014（8）：162-164.endprint